사이드도어빔

사이드도어빔(Side door beam)은 측면 충돌 때 탑승자의 안전을 확보하기 위해 도어 내부에 설치된 보강재를 말한다. 사이드빔이라고도 한다.

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개요

사이드도어빔은 도어에 큰 충격이 가해졌을 때, 외부 충격을 흡수하고 피해를 최소화 시키는 역할을 하는 자동차 안전장치 중 하나로 측면 충돌 시 탑승자의 안전과 공간을 확보하기 위하여 도어 내부에 설치하는 보강재를 말한다. 사이드도어빔, 사이드빔, 임팩트빔 등 여러가지로 불리우는데 사이드도어빔은 대한민국에서 주로 사용하며 임팩트빔은 도어 내부에 있는 보강빔만을 가르키지는 않기 때문에 잘 쓰이지 않는다. 사이드도어빔은 운전자와 탑승자를 보호하기 위한 안전장치로 개발된만큼 사고가 발생하는 경우 사이드도어빔의 설치로 인해 충돌로 인한 사망률이 줄어드는 것이 관찰되었다. 이는 전세계 자동차 사이드도어빔 시장의 주요 추진 요인중 하나로 사이드도어빔 제조 업체는 가볍지만 강력한 사이드도어빔을 설계 및 생산하고 있다.

재료 및 제작공법

사이드도어빔은 시장에서 다양한 모양, 디자인 및 재료로 제작되고 있다. 사이드도어빔의 구조 재료는 일반적으로 강철, 알루미늄 또는 고강도 플라스틱 재료이며 이러한 원료는 연성 및 가단성, 높은 내식성, 우수한 강도, 내구성과 같은 높은 제조 품질을 가진다. 주로 강철로 제작된 사이드도어빔은 지속가능성과 내구성을 높이기 위해 널리 사용되며 일반 승용차보다 안정적인 프레임을 제공하기 위해 중형 자동차에 장착된다. 반면, 알루미늄으로 제작된 사이드도어빔은 무게가 가볍기 때문에 차체 경량화를 위해 비교적 중량이 높은 자동차에 장착된다. 이를 통해 적은 무게로 비슷한 강철과 비슷한 수준의 안전성을 제공하기 때문에 차량의 연료 효율과 경량을 향상시킨다. 재료뿐만이 아니라 사이드도어빔은 제작공법에 따라 파이프 타입과 강판 판넬 타입으로 나뉘며 그 특성이 상이하다. 파이프 타입은 열간 압연 강판의 롤 포밍 및 열처리 과정을 통한 강관의 고강도화가 가능하지만, 조관 공정의 제조시간과 별도 브라켓 접합의 공정수 증가의 문제점을 갖고 있다. 판넬 타입은 냉간 압연 강판을 프레스 성형하여 생산성이 우수하지만, 프레스 공법의 제한된 성형성과 파이프 타입 대비 강도가 낮다는 단점을 갖고 있다.

판재형 사이드도어빔 개발

도어모듈을 구성하는 여러 가지 부품 중에서 사이드도어빔은 자동차의 도어에 장착되어 측면 충돌 사고에서 탑승객의 안전을 보장하는 역할을 하기 때문에 고강성과 높은 충격 에너지를 흡수할 수 있는 능력을 요구하는 안전부품이다. 이러한 사이드도어빔에 대한 기계적 성질을 만족하기 위하여 전통적으로 다양한 열처리를 수반한 철강소재를 적용하였으나 차체의 중량을 증가시키고 낮은 연성 한계온도에 대한 문제점이 있다. 2021년 기준 자동차에 대한 경량화는 연비 효율과 배기가스에 대한 환경규제로 인하여 국제적으로 큰 관심을 일으키고 있다. 이와 같은 경량화에 대한 목적으로 알루미늄, 마그네슘 같은 비철금속의 적용이 확대되고 있으며 최근에는 상대적으로 높은 비강도를 갖고 있는 섬유 강화 복합소재에 대한 적용도 활발하게 연구되고 있다. 그러나 아직 까지는 철강 소재와 비교하여 적용 소재에 대한 높은 원가와 생산공정의 난이도 문제로 인하여 자동차 제조 업체에서 광범위하게 상용화되고 있지는 못하고 있는 실정이다. 이에따라 개발된 판재형 사이드도어빔은 자동차 도어에 대한 경량화를 위하여 굽힘저항이 향상된 사이드도어빔으로 핫 스탬핑 공법이 적용되었다. 핫 스탬핑 기술은 고온의 보론강을 이용하여 성형하는 기술로서 연신율이 대폭 증가하여 성형성이 뛰어나고 소재에 대한 고강도화를 달성할 수 있다는 장점이 있다. 판재형 사이드도어빔은 기존 강철소재의 사이드 도어빔의 내구성과 알루미늄 사이드도어빔의 경량성을 고루 갖춘 사이드도어빔이라고 할 수 있다.

세계시장 전망

ASIRT(Association for Safe International Road Travel)에서 발표한 자료에 따르면 매년 약 130만 명이 도로 사고로 사망하고 하루 평균 3,287명이 사망하며 2천 만에서 5천만 명이 추가로 부상을 입는다. 이러한 문제로 인해 자동차 제조업체는 전 세계 시장에서 안전한 차량 생산에 대한 엄격한 규칙과 규정을 준수하며 내구성이 높은 사이드도어빔을 만들기 위해 몰두하고 있다. 가볍고 내구성이 뛰어난 합금으로부터 신소재의 발명, 연구 및 개발, 새로운 산업화 접근법과 ERA는 사이드도어빔 시장에서 핵심 기술이며 미래의 사이드도어빔 시장을 이끌고 갈 선두주자로 꼽힌다. 자동차의 효율과 안전 기능을 훼손하지 않고 차량 중량을 줄이는 자동차 제조업체의 관심이 높아짐에 따라 강철로 제작된 사이드도어빔 보다는 알루미늄으로 제작된 시장이 활성화 될 것으로 예상된다. 또한 자율주행과 전기자동차의 수요 급증이 맞물려 전체적인 자동차 시장의 성장과 새로운 제품의 출시와 함께 애프터 마켓 채널은 사이드도어빔의 성장을 가속화 할 것으로 예상된다.

같이 보기

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